連續纖維增強熱塑性塑料：從原材料到型材一步成型 zund m-1200-塑料台中切割加工－陳智翔焦點新聞熱搜

　　摘　要

　　ProfileComp公司研發了一種突破性的連續成型工藝，稱為DExWin^®，它可從原材料直接生產出熱塑性復合材料型材。在全塑混雜復合材料的局部增強中，可以看到這些連續纖維增強型材的潛在應用。
　　連續纖維增強塑料型材一般是通過拉擠成型制得。這種成熟的高自動化制造工藝可以生產出高纖維體積含量的型材。盡管有許多優點，但只有少數制造商從熱塑性材料的潛力中獲益，這是因為熱塑性材料具有高熔融溫度和高熔融粘度。因此，到目前為止，拉擠成型常用的是熱固性材料。用于拉擠成型的熱塑性材料形式是預浸漬半成品材料(例如單向帶、混雜紗或預浸料)。

　　1　突破性技術

　　ProfileComp公司研發了一種突破性技術――DExWin^®工藝(見圖1)，它把大批量和廣泛應用的熱塑性復合材料型材的低成本生產結合在一起。持續的DExWin^®連續工藝使得采用熔融浸漬從原材料(纖維紗和塑料粒料)直接制備單向纖維增強型材成為可能。這可視為其獨有的亮點。一步成型工藝的優點是：
　　(1)高速
　　(2)低能耗
　　(3)低投資
　　(4)占地面積小
　　(5)高靈活性(型材尺寸、材料組合)

　　單絲的高效浸漬連同紗線良好的展開是特別重要的。
　　剖面方向增強的型材用高纖維體積含量和良好的浸潤性表征，使其在剖面方向上的力學性能比金屬基材料要高――盡管重量相當低。通過選用碳纖維，剛度甚至可與金屬基材料媲美。圖2是玻璃纖維增強聚丙烯基型材(左)和碳纖維增強聚酰胺基型材(右)。采用所述制造方法，幾乎每個可能的材料組合(見表1)都可行。ProfileComp公司還實現了在。DExWin^®工藝中浸漬織物。

　　2　混雜復合材料

　　當前輕質結構領域的趨勢是全塑混雜復合材料的應用。這種前瞻性概念是把短纖維或長纖維增強熱塑性塑料(SET／LET)和連續纖維增強熱塑性塑料(CFT)的優點綜合在一個零部件中。CFT型材起到一個局部增強的作用，而短纖維或長纖維增強熱塑性塑料(SFT／LFT)決定零部件的外形。

　　這樣，設計工程師們可從完全新的方案可能性上獲益。全塑混雜復合材料的一個重要優點是可以生產幾何形狀復雜和輕質高度功能一體化的產品。采用連續纖維增強熱塑性塑料(CFT)作為局部增強材料，以及確定的壓機和注射成型技術，可經濟地實施這種輕質概念，甚至是大批量應用。全塑混雜復合材料的殼體和增強型材通過熔融粘結。這導致在連續纖維增強復合材料單元整個表面具有良好的力傳遍性。此外，通過在SFT／LFT和CFT部件上應
用相同的熱塑性塑料，可滿足各種相關的回收再利用純度的需要。全塑混雜復合材料的另一個優點是減少成型時間和加工成本。通常采用單級注射或壓機成型工藝制備全塑混雜結構。因此，相應的模具同時是成型模具。
　　DExWin^®型材的另一個應用實例是拉力帶，如用于固定油罐車。與傳統鋼制拉力帶相比，熱塑性拉力帶不需要橡膠支座，用來避免因接觸腐蝕和機械雕刻引起的破壞。
　　除連續纖維增強熱塑性型材(CFT)的制備外，ProfileComp公司還提供整套DExWin^®生產線(見圖4)。

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